发展学生核心素养的初中生物实验教学优化的策略研究

沈瑜

1 引言

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出了生物学学科核心素养，分为生命观念、科学探究、科学思维和社会责任四个维度。通过生物学实验，理解和体悟生物学科的本质是培养核心素养的有效途径。学生在亲身体验的过程中，可以感悟生命的价值和奇妙，逐步形成生物学学科核心素养。

2抓住实验导入，构建生命观念

生命观念是指人们对观察到生命总的认识或看法，是对生命现象及相互关系（或特性）进行解释后的抽象。古人云：“学贵于思，思源于疑”。“疑”是点燃学生思维探索的火种，促使学生产生强烈的探索欲望。教师要充分利用导入环节，结合实验，引导学生去解决疑问的同时，激发学生生命观念的形成。

在进行“观察植物细胞结构”相关章节时，笔者让学生提前去市场或者野外，先挑选一些植物果实或种子如各种豆类、玉米，提前浸泡培养，要求学生在家中观察种子发芽生长。学生在观察中深入了解植物萌发、生长的一系列过程，认识了生命现象，感悟到生命的价值。然后，学生在课堂中将浸泡发芽后的种子带入课堂，相互交流。这样既注重了学生的实践经历过程，培养学生的观察及动手能力，又可以帮助学生加深对生命观念的感知，使学生在兴趣的驱使下自主进行探究实验。

这一教学优化策略基于核心素养中的生命观念培养，通过实验及反思，有利于学生正确地对生活中的生命现象进行解答，感恩生命、尊重生命、感受生命价值观，从而培养其生命观念。

3突出实验主体，培养科学探究

将科学探究引入生物学科的核心素养，是为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。在优化实验过程中，教师应重视学生的主体性，不论是在个人自主实验还是小组合作实验中，都必须有意识地培养学生科学探究意识。

如“观察植物叶表皮的气孔”实验，首先需要在叶片上撕下叶的下表皮。这是观察最关键的一步。为了节约时间，教师一般会先进行演示，然后再由学生自己进行操作。在操作中，由于叶片较小，教师与学生距离又较远，学生实际操作并不理想。其实，教师可以先让学生自己尝试进行撕取，让他们在反复尝试中，总结经验，增强动手能力，同时也提高了自主科学探究能力。

在小组合作实验中，学生互相探讨，进行探究实验的设计与操作，创新思路的碰撞和实践，更能帮助掌握科学探究的基本思路和方法。教师要注意及时引导，促进学生合理分工，确保每位学生都能积极参与实验。如在“探究酒精对水蚤心率的影响”时，当一位学生探究时，其他同学可以作为监督者、记录者和复验者，让每个学生都能明确自己的任务和责任，提高他们的参与度，增强他们学习的主体性，也提高了课堂学习效率。

这一教学优化策略基于核心素养中的科学探究培养，通过突出学生的主体作用，驱动学生主动参与实验探究，培养其自主及合作探究思维及习惯，不读死书，不做固定性实验，从而培养其科学探究。

4重视实验引导，发展科学思维

科学思维是指运用科学思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，包括归纳与概括、演绎与推理、质疑与论证等内容。教师要对生物学的学科本质和教学本质有充分的认识和系统化的了解，围绕核心素养的要求，引导学生组织并开展实验教学，逐步发展学生的科学思维。

生物学学科核心素养是学生在生物学实践探索中逐渐发展起来的。苏科版七年级上册第一单元第一章“生物学——研究生命的科学”第二节“生物学的基本研究方法”中的“尝试探究水温的变化对金鱼呼吸的影响”是学生进入初中后的第一次科学探究实验。学生的能力有所欠缺，但是这个年龄段的学生具有较强的好奇心。因此笔者在上一节课结束时，布置让学生模仿巴斯德的科学探究过程，对自己感兴趣的小问题进行实验设计，并利用假期进行小组实验。在此基础上，课堂上学生再通过分组探究活动，进一步加深了对科学探宄实验的理解。

为了便于学生更好地进行科学探究，形成科学思维，教师可以围绕生物学学科核心素养的目标，设置问题情境，引导学生思考，反思实验设计：

①如何避免水量、水质、管径等因素对金鱼呼吸次数的影响？

②如何计数金鱼的呼吸？什么时候开始计数？

③准备设计哪几种不同的水温？如何使用温度计？

④如何改變水温，使金鱼不受惊吓，以保证所得数据可靠？

⑤小组如何分工？

经过讨论，各小组初步讨论、得出实验探究方案。笔者邀请小组代表上台进行讲解。该组设计的方案是：在1 000 mL烧杯中加入常温水，读出初始温度，然后挑选健康的试验鱼一条，放入烧杯中。经过15 min，观察鱼的鳃盖活动（呼吸运动），记录鱼的呼吸次数（次/min），重复计数3次。向实验组的烧杯里加入冰水，使水温下降5℃，再记录鱼的呼吸次数（次/min）。

笔者及时引导学生对此方案提出质疑。有学生提出，水量不等，没有满足单一变量原则;还有学生提出，金鱼在水里游，往里加冰水，会让金鱼受刺激，还有学生提出，为什么不能同时使用两个烧杯放入两条金鱼做实验。每次提出问题后，笔者都适时进行点评，同时巡视、观察学生实验操作中，鼓励学生尝试设置多组对照实验并对其进行验证，尝试设计图表等多种形式展现探究活动的实验结果，培养学生的科学实验思维。

探究活动结束后，各小组代表汇报本组的实验结果，总结归纳结论。教师及时联系生活中，补充金鱼生存的相关知识，提出养好金鱼的措施，渗透生命观念和社会责任。

这一策略优化主要基于核心素养中的科学思维，教师通过课堂互动、师生共同探讨、适时引导等方式，在学生进行实验设计中培养学生的自主合作探究能力，启发学生创新实验方法和科学思维，从而培养其基于科学思维的生物核心素养。

5结合生活实际，提高社会责任

生物学学科核心素养的培养目标最终是让学生通过学习正确的认识生物学的本质，从而自觉担负起学习生物并学以致用的义务，承担相应的社会生态保护责任。在实验教学中，教师要帮助学生深入理解实验目的，并迁移应用，让学生成为“全面发展的人”，提高社会责任意识。

在开展“生物生存的家园——生物圈”教学的时候，笔者将制作生态瓶的相关材料带入课堂，一下子激发了学生的学习兴趣。随后，教师提出让学生进行比赛，打造一个完美的“小型生物圈”。在反复交流、讨论、修改中，学生发现根本无法设计出一个完美的方案。教师适时进行指导，引申到“生物圈Ⅱ号”，启迪学生认识到只有生物圈才是人类和其他生物共同生存的家园，激发学生强烈的社会意识——保护地球，保护生物圈。

学习“观察食用菌”时，教师可以让学生了解菌类繁殖生长习性，并学习致用，制作食用菌，还可以及时让学生利用动植物及菌落群繁殖生长习性设计如何改善环境，解决现实问题，更好地方便人们的生活。又如，教师通过“探究草履虫对外界刺激作出的反应”实验让学生了解环境变化对生物的影响，直观感受到保护环境的重要性。

这一策略优化主要基于核心素养中的社会责任培养，通过实验，联系生活实际问题，寻找解决方法，将既有知识和技能与实际情况相结合，有利于学生对于社会的深入认识，从而培养其基于社会责任的生物核心素养。

6教学反思

以“尝试探究水温的变化对金鱼呼吸的影响”实验为例，在科学探究中，笔者让学生在质疑中验证、在演绎中推理、在归纳中概括，并在活动中灌输生命观念，在活动后联系实际，鼓励及激发学生学会从生活中发现问题并培养良好的学习观察习惯。

笔者在这个实验前后都让学生对科学探究实验进行了拓展探讨。经过对实验的进一步优化设计，教师给予学生充分的信任，反而能够更加激发学生的科学探究能力，从而能够使实验的过程更具变化性和创新性，实验的结果更切合生活实际，课程的目的更加清晰。可见，开放性的实验教学设计是培养学生自主探究能力的良好途径，同时对教师的课堂教学及反应能力提出了更高标准，这样才能为学生创造更加优化的实验教学环境。

在核心素养的导向下，生物学的教学需要极大关注学生的全面发展。教师不能用传统课程抽象知识灌输的方式继续授课，应该充分利用实验教学这一有效载体，在理解教材的基础上，明确各知识点所要达到的核心素养教学目标，抓住实验导入，注重实验主题，重视实验引导，结合生活实际，通过运用各种创新教学方法，在持之以恒的优化及创新初中生物实验课堂中，培养学生形成良好的生物核心素养。

参考文献：

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